In vivo characterization of distinct modality-specific subsets of somatosensory neurons using GCaMP.
In vivo characterization of distinct modality-specific subsets of somatosensory neurons using GCaMP.
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DOI：
10.1126/sciadv.1600990
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发表时间：
2016-11
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Wood JN
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Emery EC;Luiz AP;Sikandar S;Magnúsdóttir R;Dong X;Wood JN
体内成像显示绝大多数体感神经元具有模态特异性。对疼痛通路的机制了解对于采取合理的方法来治疗这一巨大且日益严重的临床问题至关重要。对组织损伤做出反应的感觉神经元（伤害感受器）可能会引起疼痛感，通常根据动作电位速度进行分类。电生理学研究表明，大多数 C 纤维伤害感受器是多模式的，对各种伤害做出反应。相比之下，转基因小鼠感觉神经元的基因缺失研究经常导致模式特异性缺陷。我们采用体内成像方法，使用基因编码的荧光钙指示剂 GCaMP 来研究受到疼痛刺激的活体动物的背根神经节感觉神经元的活动。使用这种方法，我们可以可视化空间上不同的神经元反应，并发现 > 85% 的反应性背根神经节神经元具有形态特异性，对有害机械、冷或热刺激做出反应。这些观察结果反映在转基因小鼠的行为研究中。例如，删除钠通道 Nav1.8 会沉默机械感觉神经元，但不会沉默热感应感觉神经元，这与行为缺陷一致。相比之下，轴突感觉神经元的原代培养物显示出高水平的多态性。用前列腺素 E2 进行足底治疗后，体内神经元对有害的热和机械刺激的反应更加强烈，并且额外的神经元（沉默的伤害感受器）被暴露出来。这些研究共同将多模态定义为正常动物伤害性神经元的罕见特征。
In vivo imaging shows that the great majority of somatosensory neurons are modality-specific. Mechanistic insights into pain pathways are essential for a rational approach to treating this vast and increasing clinical problem. Sensory neurons that respond to tissue damage (nociceptors) may evoke pain sensations and are typically classified on the basis of action potential velocity. Electrophysiological studies have suggested that most of the C-fiber nociceptors are polymodal, responding to a variety of insults. In contrast, gene deletion studies in the sensory neurons of transgenic mice have frequently resulted in modality-specific deficits. We have used an in vivo imaging approach using the genetically encoded fluorescent calcium indicator GCaMP to study the activity of dorsal root ganglion sensory neurons in live animals challenged with painful stimuli. Using this approach, we can visualize spatially distinct neuronal responses and find that >85% of responsive dorsal root ganglion neurons are modality-specific, responding to either noxious mechanical, cold, or heat stimuli. These observations are mirrored in behavioral studies of transgenic mice. For example, deleting sodium channel Nav1.8 silences mechanical- but not heat-sensing sensory neurons, consistent with behavioral deficits. In contrast, primary cultures of axotomized sensory neurons show high levels of polymodality. After intraplantar treatment with prostaglandin E2, neurons in vivo respond more intensely to noxious thermal and mechanical stimuli, and additional neurons (silent nociceptors) are unmasked. Together, these studies define polymodality as an infrequent feature of nociceptive neurons in normal animals.
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DOI：
10.1073/pnas.1013602108
发表时间：
2011-04-05
影响因子：
11.1
作者：
Lagerstrom, Malin C.;Rogoz, Katarzyna;Kullander, Klas
通讯作者：
Kullander, Klas
DOI：
10.1523/jneurosci.3509-12.2012
发表时间：
2012-10-17
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Liu Q;Sikand P;Ma C;Tang Z;Han L;Li Z;Sun S;LaMotte RH;Dong X
通讯作者：
Dong X
影响因子：
--
作者：
Djouhri, L;Lawson, SN
通讯作者：
Lawson, SN
影响因子：
2.5
作者：
CRAIN, SM
通讯作者：
CRAIN, SM
影响因子：
5.8
作者：
Emery EC;Luiz AP;Wood JN
通讯作者：
Wood JN